一种WolterⅠ型非球面反射镜的装调工装制造技术

本发明专利技术公开了一种WolterⅠ型非球面反射镜的装调工装。该工装包括支撑筒、底座、定位板、中心轴、滑盘以及螺母；支撑筒、底座、定位板构成一个安装WolterⅠ型非球面反射镜的空腔，利用WolterⅠ型非球面反射镜面的两侧内壁反射面作为自定位基准，与底座和滑盘进行配合，解决了采用悬挂吊装方法进行WolterⅠ型非球面反射镜装调所带来的装调平台建设周期长，投入成本高，并且装调时会受吊绳的特性、镜片姿态、吊点的位置等诸多因素导致镜片变形的问题。与吊装方案相比该装置结构简单，可靠性高，生产周期短，成本低。

A kind of assembling and adjusting tool for Wolter I aspheric mirror

【技术实现步骤摘要】
一种WolterⅠ型非球面反射镜的装调工装
本专利技术涉及一种反射镜的装调工装，具体涉及一种WolterⅠ型非球面反射镜的装调工装。
技术介绍
进入空间时代,近地空间环境与人类的生活息息相关，而空间环境状态的改变直接受太阳活动的影响和调制。当今，各国相继在科研气象卫星上搭载太阳X射线成像仪对太阳活动进行实时监测。由于WolterI型结构可获得较高的成像分辨率,目前的X射线成像仪均采用这种子镜结构，即利用二次旋转对称抛物面/双曲面共焦耦合，通过两次反射，实现对X射线的聚焦成像。为了增加集光面积，通常采用多层wolter反射镜嵌套的结构。WolterⅠ型非球面反射镜为一薄壁筒体结构，如图1所示，筒体轴向方向分为两段，一段筒体的内壁为旋转抛物反射面A(图中下半部分)，另一段筒体的内壁为旋转双曲反射面B(图中上半部分)，反射镜面形质量直接决定能否获得高的反射率和光子通量,因此对非球面反射镜面形检测提出了很高的要求。WolterⅠ型非球面反射镜采用掠入射工作方式，单镜片的厚度一般在0.2～0.4mm之间，直径大约为200～500mm之间，长300左右，因为镜片超薄极易变形，对常规的装调与检测方法提出了挑战。针对WolterⅠ型非球面反射镜的装调与检测，目前采用的方案如图2所示，WolterⅠ型非球面反射镜01通过多根圆周均布吊索02悬挂吊装以保证单镜不产生重力变形。吊索悬挂装调与检测方案的特点：一是需要搭建如图3所示的立式装调与检测平台，该平台包括：CCD相机03、光屏04、半透半反镜05、垂直装调架06、镜片位置调节装置07、镜片姿态调节装置08、镜片吊装装置09、轮毂010、反射镜及其姿态调整装置011以及平行光管012；通过对吊索的长度与横向位置进行精确控制，以实现镜片位置与姿态的精确调整；二是要严格控制振动、气流等环境因素对装配与检测的影响；因此，悬挂吊装装调与检测需要建设专用实验室并搭建专用装检平台，从而导致建设周期长，投入成本高。此外，镜片装检时是否会变形受诸多因素的影响，比如：吊绳的特性、镜片姿态、吊点的位置等，这涉及到设计、加工、工艺等诸多环节的精确控制。因此，WolterⅠ型非球面反射镜采用悬挂装调与检测方案仍存在较大的工程风险。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中所提到的采用悬挂吊装方法进行WolterⅠ型非球面反射镜装调所带来的装调平台建设周期长，投入成本高，并且装调时会受诸多因素影响导致镜片变形的问题，本专利技术提出一种WolterⅠ型非球面反射镜的装调工装。本专利技术的具体技术方案是：本专利技术提出了一种WolterⅠ型非球面反射镜的装调工装，包括支撑筒、底座、定位板、中心轴、滑盘以及螺母；支撑筒上端安装定位板，支撑筒下端安装底座；定位板中心开设有第一通孔；滑盘包括中心筒体以及固定套设在中心筒体外壁上的定位盘；定位盘的外圆表面沿周向均匀设置有若干个第一矩形齿；若干个第一矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆直径与WolterⅠ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧的内径相适配，且每相邻两个第一矩形齿之间的位置开设有第一通光孔；滑盘通过若干螺钉与所述定位板固定连接；第一通孔的孔径大小满足所有经过第一通光孔的光通过；底座的中心设有第二通孔；底座的上表面设有圆柱台，圆柱台的外圆表面沿周向均匀设置有若干个第二矩形齿；若干个第二矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆直径与WolterⅠ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧的内径相适配，且每相邻两个第二矩形齿之间的位置开设有第二通光孔；中心轴位于支撑筒的中轴线上，中心轴的一端穿过所述中心筒体后与螺母螺纹连接，中心轴的另一端与所述第二通孔固定连接。以上已对工装结构各个零件之间连接关系及位置关系进行了清晰的描述，需要再说明的一点是：当将WolterⅠ型非球面反射镜安装于上述工装时，WolterⅠ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧通过若干个第二矩形齿进行定位，WolterⅠ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧通过若干个第一矩形齿进行定位。进一步地，为了消除装调过程中检测光路的杂光对检测结果的影响，所述底座的下表面设有内光阑与外光阑。进一步地，为了减少WolterⅠ型非球面反射镜的加工、装配误差对后期检测带来的不利影响，WolterⅠ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧下端面与底座之间保持间隙，WolterⅠ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧上端面与定位板之间保持间隙。进一步地，为了方便调整WolterⅠ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧下缘与若干个第二矩形齿之间的配合预紧力；所述支撑筒与定位板之间可设置修切垫。通过设置不同厚度的修切垫可调整WolterⅠ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧下缘内壁与若干个第二矩形齿之间的配合预紧力大小。进一步地，为了方便调整WolterⅠ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧上缘内壁与若干个第一矩形齿之间的配合预紧力；所述定位板与滑盘的定位板之间设置有预紧力调整螺钉。通过旋转预紧力调整螺钉可使滑盘在中心轴上滑动，可调整WolterⅠ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧上缘内壁与若干个第一矩形齿之间的配合预紧力大小。进一步地，为了方便观察支撑筒内WolterⅠ型非球面反射镜上、下两侧的装配情况，上述支撑筒靠近定位板的侧壁上开设至少一个上观察孔，支撑筒靠近底座的侧壁上开设至少一个下观察孔。进一步地，上述中心轴为阶梯轴结构，沿着中心轴轴向依次设置有用于与螺母配合的螺纹段、与滑盘的中心筒体配合的第一轴段、带锥度导向的第二轴段、过渡轴段、法兰段及与底座上第二通孔配合的第三轴段。进一步地，上述支撑筒的上、下两端均设置有法兰，支撑筒上端的法兰与定位板以螺钉固定连接，支撑筒上端的法兰与底座止口配合，并以螺钉固定连接。本专利技术的优点如下：1、本专利技术利用WolterⅠ型非球面反射镜面的两个内壁反射面作为自定位基准，采用由支撑筒、底座、定位板、中心轴、滑盘以及螺母构成的高精密机械装调工装，解决了采用悬挂吊装方法进行WolterⅠ型非球面反射镜装调所带来的装调平台建设周期长，投入成本高，并且装调时会受吊绳的特性、镜片姿态、吊点的位置等诸多因素导致镜片变形的问题。与吊装方案相比该装置结构简单，可靠性高，生产周期短，成本低。2、本专利技术所提供的装调工装可应用在对WolterⅠ型非球面反射镜角分辨率、面形等多个方面的检测，检测过程几乎不受装配误差的影响，大大提升了检测精度。3.采用本专利技术所提出的装调工装安装WolterⅠ型非球面反射镜，为采用WolterⅠ型非球面反射镜作为的X射线成像仪的一部分，提供了一种创新的、便于高效安装、稳定性高的设计与装配思路，即采用机械支撑定位思路进行镜片支撑结构的设计。附图说明图1为WolterⅠ型非球面反射镜模型图；图2为现有WolterⅠ型非球面反射镜面形悬吊结构示意图；图3为现有WolterⅠ型非球面反射镜面形悬吊检测系统示意图；图4为安装有反射镜安装工装和反射镜的装配图；图5为滑盘的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种WolterⅠ型非球面反射镜的装调工装，其特征在于：包括支撑筒、底座、定位板、中心轴、滑盘以及螺母；/n支撑筒上端安装定位板，支撑筒下端安装底座；/n定位板中心开设有第一通孔；/n滑盘包括中心筒体以及固定套设在中心筒体外壁上的定位盘；定位盘的外圆表面沿周向均匀设置有若干个第一矩形齿；若干个第一矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆直径与WolterⅠ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧的内径相适配，且每相邻两个第一矩形齿之间的位置开设有第一通光孔；滑盘通过若干螺钉与所述定位板固定连接，且滑盘上的定位盘与定位板相互平行；第一通孔的孔径大小满足所有经过第一通光孔的光通过；/n底座的中心设有第二通孔；底座的上表面设有圆柱台，圆柱台的外圆表面沿周向均匀设置有若干个第二矩形齿；若干个第二矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆直径与WolterⅠ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧的内径相适配，且每相邻两个第二矩形齿之间的位置开设有第二通光孔；/n中心轴位于支撑筒的中轴线上，中心轴的一端穿过所述中心筒体后与螺母连接，中心轴的另一端与所述第二通孔固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种WolterⅠ型非球面反射镜的装调工装，其特征在于：包括支撑筒、底座、定位板、中心轴、滑盘以及螺母；
支撑筒上端安装定位板，支撑筒下端安装底座；
定位板中心开设有第一通孔；
滑盘包括中心筒体以及固定套设在中心筒体外壁上的定位盘；定位盘的外圆表面沿周向均匀设置有若干个第一矩形齿；若干个第一矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆直径与WolterⅠ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧的内径相适配，且每相邻两个第一矩形齿之间的位置开设有第一通光孔；滑盘通过若干螺钉与所述定位板固定连接，且滑盘上的定位盘与定位板相互平行；第一通孔的孔径大小满足所有经过第一通光孔的光通过；
底座的中心设有第二通孔；底座的上表面设有圆柱台，圆柱台的外圆表面沿周向均匀设置有若干个第二矩形齿；若干个第二矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆直径与WolterⅠ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧的内径相适配，且每相邻两个第二矩形齿之间的位置开设有第二通光孔；
中心轴位于支撑筒的中轴线上，中心轴的一端穿过所述中心筒体后与螺母连接，中心轴的另一端与所述第二通孔固定连接。


2.根据权利要求1所述的WolterⅠ型非球面反射镜的装调工装，其特征在于：所述底座的下表面设有内光阑与外光阑。


3.根据权利要求1或2所述的WolterⅠ型非球面反射镜的装调工装，其特征在于：WolterⅠ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧下端面与底座之间保持间隙，WolterⅠ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧上端面与定位板之间保持间隙。


4.根据权利要求3所述的WolterⅠ型非球面反射镜的装调工装，其特征在于：所述支撑筒与定位板之间设...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，李华，康世发，强鹏飞，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61